遺伝子改変動物によるヘムオキシゲナーゼを介した情報伝達と生体制御機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370063
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 末松 誠 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (00206385)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大西 保行 実験動物中央研究所, プロジェクト推進センター, 副部長(研究職) (70201382) ; 江川 毅 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (10232935) ; 合田 亘人 慶應義塾大学, 医学部, 専任講師 (00245549)
• Keywords: heme oxgenase / carbon monoxide / nitric oxide / hypoxia / microcirculation / soluble guanylate cyclase / conditional knock out mice / cystathionine beta synthase

Research Abstract

本年度は、研究計画を遂行するために必要な動物リソースの作成を主に行い、(1)Cre-loxp systemによるHypoxia inducible factor-1alphaのconditional KO miceの作成(2)COのレセプタと目されるcystathionine beta synthase KO miceの繁殖(3)heme oxygenase-1のtime-specific conditional KOの作成、を立ち上げた。一方これらのマウスのphenotype解析に必要なメカニスティックバイオブローブの開発と技術確立が進んだ.そのひとつが、NO, COの共通のレセプタであるsoluble guanylate cyclaseの活性化に伴うコンフォメーション変化を認識する単クローン抗体mAb3221によるガスシグナリングのin vivo解析である(Kajimura, et al. FASEB J)。またマウスの体内のガス分子シグナリングの解析技術や、血球挙動のリアルタイム解析法として、NO感受性蛍光指示薬であるdiaminofluorescein(DAF)を用い腸間膜微小循環系におけるNOの半定量的画像解析技術を確立(Kashiwagi, et al. Circulation Research 2002)やレーザー共焦点顕微鏡による実質臓器深部の血球蛍光像解析技術(Murai, M., et al. Nat. Immunol. 2003)などの成果が上がった。前者によれば局所の微小血管におけるNOの量は血管内皮に発現するNOS3や神経繊維および肥満細胞に発現するNOS1などの酵素系からの供給が50-70%であり、その他は流血中の赤血球由来のなんらかの機序で供給されることが示された.この技術はHO-1によるNO依存性惰報伝達機構の制御を解析する上で極めて重要である。これらの臓器機能解析技術を駆使して来年度以降完成するマウスを用いてheme oxygenase-CO系による情報伝達機構をさらに詳細に明らかにしていく予定である。またheme oxygenase-1の強力な誘導機構であるHIF-1α-KO miceはT cell, B cell, hepatocyteにおけるターゲティングを各々のCre-promoter systemとの交配によりすでに繁殖を進めている。

Research Products

• [Publications] Murai, M., Yoneyama, H., Ezaki, T., Suematsu, M., et al.: "Subendothelial dome of gut Peyer's patches is the essential anatomical site in initiating acute graft-versus-host disease"Nat. Immunol.. 4. 154-160 (2003)
• [Publications] Kashiwagi, S., Kajimura, M., Yoshimura, Y., Suematsu, M.: "Nonendothelial source of nitric oxide in arterioles but not in venules: Alternative source revealed in vivo by diaminofluorescein microfluorography"Circulation Research (Ultrarapid Communication). 91. e55-e64 (2002)
• [Publications] Kajimura, M., Shimoyama, M., Tsuyama, S., Suematsu, M., et al.: "Visualization of gaseous monoxide reception by soluble guanylate cyclase in rat retina"FASEB Journal (on line). fje. fj.02-0359fje (2003)
• [Publications] Goda, N., Ryan, HE, et al.: "Hypoxia-inducible factor lalpha is essential for cell cycle arrest during hypoxia"Mol Cell Biol.. 23(1). 359-369 (2003)
• [Publications] Takamiya, R., Murakami, M., et al.: "Stabilization of mast cells by heme oxygenase-1 : an anti-inflammatory role"Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283. H861-H870 (2002)
• [Publications] Ozawa, N., Goda, N., et al.: "Leydig cell-derived heme oxygenase-1 regulates apoptosis of premeiotic germ cells in response to stress"J. Clin. Invest.. 109. 457-467 (2002)
• [Publications] Hori, R., Kashiba, M., et al.: "Gene transfer of H25A mutant heme oxygenase-1 protects cells against hydroperoxide-induced cytotoxicity"J. Biol. Chem.. 277. 10712-10718 (2002)